JPH07234459A - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体映像表示装置に関し、小型化及びコンパ
クト化を図れるようにした立体映像表示装置の提供を目
的とする。 【構成】 平面状の発光面１０と、この発光面を水平方
向に同時に所定のピッチずつ移動する複数の縦ストライ
プ状に発光させる駆動手段と、前記発光面１０の前方に
配置され、発光面１０の発光のストライプに平行で、そ
の発光ピッチと同じ幅を有する複数個の蒲鉾形レンズ素
子からなるレンチキュラレンズ１２と、上記発光面１０
の前方に配置され、上記発光の移動タイミングに同期し
て画像が切り替えられる液晶パネル１３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体映像表示装置に係
り、特に小型化及びコンパクト化を図れるようにした立
体映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、特殊な眼鏡を用いずに立体映像
を得る簡単な方式として、レンチキュラ方式やパララッ
クスバリア方式等が提案されているが、どちらの方式に
おいても、１水平ラインに左右各眼の情報を入力するた
めに、水平方向の解像度が劣化してしまう。

【０００３】これを防止する方式として、ケンブリッジ
大学が提案している方式（以下、ケンブリッジ方式とい
う。）があり、この方式は、図１の構成図に示すよう
に、例えば液晶ディスプレイなどの非常に速い応答速度
の透過型ディスプレイ１と、その後面に設けられたコリ
メーターレンズ２と、更にその後方に設けられ、順次発
光する光源の配列３とを備える。

【０００４】光源の配列３の中の発光してる光源部３ａ
より出る光は、その前方に配置されたコリメーターレン
ズ２の作用により、透過型ディスプレイ１を通過した後
に、指向性を持って収束される。

【０００５】従って、透過型ディスプレイ１の画面は、
収束される方向よりのみ観察可能となるが、例えば図２
の原理図に示すように、光源の点灯の移動とディスプレ
イに表示する画面とを同期させて切り換えることによ
り、時系列で収束方向を変えることができるので、観察
位置を変えることが可能になり、例えば８眼式の立体画
像表示が可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このコ
リメータレンズ２を用いるケンブリッジ方式では、コリ
メータレンズ２の各点に多数の光源部３ａの光が入射で
きるようにするために、光源の配列３とコリメータレン
ズ２との間隔を大きくする必要があり、小型化及びコン
パクト化を図る上で不利になる。

【０００７】本発明は、上記の事情を鑑みて、小型化及
びコンパクト化を図れるようにした立体表示装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、平面状の発光面と、この発光面を水平方
向に同時に所定のピッチずつ移動する複数の縦ストライ
プ状に発光させる駆動手段と、上記発光面の前方に配置
され、発光面の発光のストライプに平行で、その発光ピ
ッチと同じ幅を有する複数個の蒲鉾形レンズからなるレ
ンチキュラレンズと、上記発光面の前方に配置され、上
記発光の移動タイミングに同期して画像が切り換えられ
る透過形画像形成パネルとを備えることを特徴とする。

【０００９】上記駆動装置は、高速度でこの発光面を水
平方向に同時に所定のピッチずつ移動する複数の縦スト
ライプ状に発光させるように構成するため、例えば同一
平面上に平行に配置された複数のライン状のカソード
と、これらカソードの後方に設けられ、これらカソード
から放出される電子の軌道を修正する背面電極と、これ
らカソードの前方に配置され、多数の平行なスリット状
の開口部を有し、一定のピッチ毎に同時に選択された開
口部から前方に電子を引き出すグリッド電極と、電子を
引き出す開口部を順に選択する手段と、グリッドにより
前方に引き出された電子に高電圧を印加して加速する高
圧電極とを備えるものが用いられる。

【００１０】また、上記駆動装置としては、同一平面上
に平行に配置された複数のライン状のカソードと、これ
らカソードの後方に設けられ、これらカソードから放出
される電子の軌道を修正する背面電極と、これらカソー
ドの前方に配置され、多数の平行なスリット状の開口部
を有するグリッド電極と、グリッド電極から前方への電
子の引き出しをオンオフする手段と、グリッド電極の前
方に配置され、グリッド電極から前方に引き出された電
子を水平方向に偏向させる偏向電極と、グリッドにより
前方に引き出された電子に高電圧を印加して加速する高
圧電極とを備えるものを用いることもできる。

【００１１】上記発光面は、特に限定れさないが、装置
の小型化及びコンパクト化を図るため、上記高圧電極の
片面に形成され、高圧電極の高電圧により加速された電
子が照射される螢光面で構成することが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明においては、発光面の縦ストライプ状の
発光の位置とその発光位置に対応するレンズ素子の位置
とによって光に指向性が与えられるので、縦ストライプ
状の発光の位置をレンチキュラレンズに対して水平方
向、即ち、レンチキュラレンズのピッチ方向に移動させ
ると、時系列で異なる方向に光源の光を出射させること
ができ、観察位置を分離することができる。

【００１３】また、この発光位置の移動によって観察位
置を分離すると共に、発光位置に合わせて透過形画像形
成パネルの画像を左目用と右目用とに交互に切り換える
ことにより、表示画面の左右分離を時系列で行う多眼式
の立体表示が可能となる。本発明において、なによりも
重要な点は、レンチキュラレンズを用いれば、発光面の
縦ストライプ状の発光の位置と、そのストライプに平行
なレンチキュラレンズのレンズ素子との位置とによって
光源の光に指向性が与えられるので、レンチキュラレン
ズと発光面との間に距離を置く必要がなくなる点であ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る立体映像表示
装置を図３ないし図５に基づいて具体的に説明する。

【００１５】図３の原理図に示すように、本発明の一実
施例に係る立体映像表示装置では、平面状の発光面１０
と、この発光面１０を水平方向に同時に所定のピッチず
つ移動する複数の縦ストライプ状に発光させる駆動手段
と、上記発光面１０の前方に配置され、発光面１０の発
光のストライプに平行で、その発光ピッチと同じ幅を有
する複数個の蒲鉾形レンズ素子からなるレンチキュラレ
ンズ１２と、このレンチキュラレンズ１２の更に前方に
配置される透過形画像形成パネルとしての液晶パネル１
３とを備える。

【００１６】上記駆動手段と発光面１０とは図４の斜視
図及び図５の断面図に示すような電子線励起型平面蛍光
ランプのガラス製の前面パネル４と背面パネル５とから
なるガラス筺体内に組み込まれている。

【００１７】即ち、上記駆動手段は、背面パネル５の内
面から所定の距離を置いた同一平面上に平行に配置され
た複数のライン状のカソード７と、これらカソードの後
方で背面パネル５の内面に薄膜状に形成され、これらカ
ソード７から放出される電子の軌道を修正する背面電極
６と、これらカソード７の前方に配置され、多数の平行
なスリット状の開口部を有し、一定のピッチ毎に同時に
選択された開口部から前方に電子を引き出す２枚のグリ
ッド電極８ａ・８ｂと、グリッド８ａ・８ｂにより前方
に引き出された電子に高電圧を印加して加速する高圧電
極１１と、グリッド電極８ａ・８ｂと高圧電極１１との
間に配置されるグリッドメッシュ９と、ガラス筺体外に
設けられ、２枚のグリッド８ａ・８ｂに選択的に電圧を
印加して電子を引き出す開口部を順に選択する手段とを
備える。

【００１８】また、上記発光面１１は前面パネル４の内
面に薄膜状に形成された螢光膜からなり、この発光面１
１の内面に例えばアルミ薄膜からなる上記高圧電極１１
が形成されている。

【００１９】各グリッド電極８ａ・８ｂは図５の正面図
に示すように、櫛状に形成され、互いに他方の櫛目に櫛
歯が突入するように対向させて配置され、また、両グリ
ッド電極８ａ・８ｂの各櫛歯にはそれぞれスリット状の
開口部が成形されている。

【００２０】上記ライン状のカソード７から出る電子
は、背面電極６の作用により拡散・均一化され、カソー
ド７の前方に設けられたグリッド電極８ａ・８ｂのうち
の選択された方の開口部を通って前方に引き出される。

【００２１】グリッド電極８ａ・８ｂは図５に示すよう
に、１スリット置きに分割され配線されているために、
片方のグリッド電極、例えば図３に示すように、グリッ
ド電極８ａだけ選択された場合、同図中の矢印のように
１スリット置きの縦ストライプ状に電子が引き上げられ
る。

【００２２】グリッド電極８ａ・８ｂの前方に引き出さ
れた電子は高電圧が印加されている高圧電極１１によっ
て加速され、発光面１０に照射されて発光面１０を縦ス
トライプ状に励起発光させる。

【００２３】なお、上記グリッドメッシュ９には、高圧
電極１１に加えられる高電圧による強電界がグリッド電
極８ａ・８ｂに加わるのを防ぐため、グリッド電圧８ａ
・８ｂよりも若干高い電圧が印加される。

【００２４】上記グリッド電極８ａ、８ｂの選択を交互
に行えば、縦ストライプ状の電子の引き上げが交互に行
われ、発光部と非発光部とが交互に入れ換えられる。

【００２５】上記前面パネル４の前方にはレンチキュラ
レンズ１２が配置され、このレンチキュラレンズ１２
は、発光面１０の発光部と非発光部の１ペア（１０ａ，
１０ｂ）に対し、１つの蒲鉾形のレンズ素子が配置され
るようにして、発光部の位置が移動するごとに時形列で
発光の指向性を左右に切り換えられるようにしている。

【００２６】ここで、発光面１０の光に指向性を与える
光学素子として、レンチキュラレンズ１２を用いる場合
には、発光面１０の縦ストライプ状の発光の位置と、そ
のストライプに平行なレンチキュラレンズ１２のレンズ
素子との位置とによって光源の光に指向性が与えられる
ので、レンチキュラレンズ１２と発光面１０との間に本
質的には距離を置く必要がなくなる。

【００２７】もちろん、レンチキュラレンズ１２と液晶
パネル１３との間にも間隔を置く必要はなく、従って、
レンチキュラレンズ１２と発光面１０との距離は任意に
選択することができるが、この実施例ではレンチキュラ
レンズ１２を前面パネル４の前面に密着させて、また、
レンチキュラレンズ１２に液晶パネル１３を密着させて
装置を小型に、かつ、コンパクトにしているのである。

【００２８】上記液晶パネル１３の画像は発光面１２の
発光位置が左右に切り換わるのに同期して左目用画像と
右目用画像とを形成するようにしてあり、これにより、
時系列的に左目用画像と右目用画像とを時系列的に、左
右に分けて観察できるようになる。

【００２９】つまり、今、片方のグリッド電極８ａが選
択された場合、その選択により発光する縦ストライプ状
の発光部の光、図３の左目１０ａ’に収束し、液晶パネ
ル１３が形成する左目用画像が左目１０ａ’で鑑賞でき
る。

【００３０】次に、もう片方のグリッド電極８ｂが選択
されると、これまでの発光部と非発光部とが反転し、新
しい発光部の光は図３の右目１０ｂ’に収束し、液晶パ
ネル１３が形成する右目用画像が右目１０ｂ’で鑑賞で
きる。

【００３１】この発光部の移動と画像の切り換えとを所
定の周期以上の速度で繰り返せば、人の目には左目用画
像と右目用画像とが同時に見えるようになり、立体感を
感じる映像を観察できるようになる。

【００３２】この場合に観察される映像の水平方向の画
素数は液晶パネル１３の水平方向の画素数と同じである
ので、観察される映像の水平方向の解像度が通常の２Ｄ
表示の映像に比べて劣化することはない。

【００３３】なお、縦ストライプ状の発光を全て選択し
発光面１２を全面発光状態にすれば表示画面の左右分離
はなくなり、通常の２Ｄ表示が可能となる。

【００３４】上記一実施例においては、発光面１０を１
スリット置きに同時に縦ストライブ状に発光させると共
に、レンチキュラーレンズ１２のレンズ素子が発光面１
０の発光部と非発光部の１ペアに対して１つ配置される
ようにして、２眼式の立体映像表示ができるようにして
いる。

【００３５】しかし、縦ストライプ状の発光部のピッチ
を発光部の水平方向の幅の３倍以上の整数倍に設定し、
レンチキュラレンズ１２のレンズ素子の幅をその発光部
のピッチに一致させ、液晶パネル１２が形成する画像を
発光部の移動のタイミングに同期して切り換えるように
すれば、多眼式の立体表示ができるようになる。

【００３６】例えば３眼式立体映像表示装置の場合に
は、縦ストライプ状の発光がその発光部の水平方向の幅
の３倍のピッチごとに同時に選択されるようにするとと
もに、発光部の水平方向の幅の３倍のピッチに対してレ
ンチキュラレンズの１レンズ素子が配置されるように
し、また、液晶パネル１３の画像を発光の位置が移動す
るごとに切り換えればよい。

【００３７】次に、本発明の第２実施例に係る立体映像
表示装置を図６の分解斜視図と図７の原理図に基づいて
具体的に説明する。

【００３８】図６及び図７において、図３ないし図５に
示された各部分と共通する機能を有する部分には同じ名
称と符号とを付してあり、１４はグリッド電極、１５ａ
・１５ｂは偏向電極である。

【００３９】このグリッド電極１４には、一定の間隔を
置いて平行なスリット状の開口部１４ａが形成され、こ
のグリッド電極１４に印加する電圧をオンオフすること
により、前方への電子の取り出しがオンオフされるよう
にしている。

【００４０】オン時には、カソード７から出る電子はグ
リッド電極１４で縦ストライプ状に取り出され、この電
子に上記偏向電極１５ａ、１５ｂに電圧を印加すること
により、水平方向に走査させるようにしている。

【００４１】水平方向の走査周期に対してグリッド電極
１４のオンオフ周期は任意に設定することができ、これ
により、任意のピッチ及び幅を有する複数の縦ストライ
プ状の発光を形成できるようになり、レンチキュラレン
ズ１２の１レンズ素子に対する縦ストライプ状の発光の
幅及びピッチを適宜設定することにより、同じ構成で２
眼式以上の任意の多眼式の立体映像表示装置を容易に得
ることができる。

【００４２】図示においては２眼式の立体視を示してい
るが、例えばレンチキュラレンズの１レンズ素子と同じ
幅ごとに発光面１０を分割し、分割された各部分を更に
３つの縦ストライプに分割し、各部分の縦ストライプを
順次点滅させることにより、３眼式の立体表示が可能と
なる。

【００４３】また、グリッド電極１４から前方への電子
の取り出しをオンし続けながら偏向電極１５ａ、１５ｂ
で電子を水平方向に走査させると発光面１０を全面発光
させることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の立体表
示装置は、時系列で移動し、あるいは発光位置が順次選
択される縦スリット状の発光に指向性を与える光学素子
としてレンチキュラレンズを用いるので、発光面とレン
チキュラレンズとの距離を無くして装置を小型に、か
つ、コンパクトにできる。

【００４５】また、透過形画像形成パネルの画像を時系
列で切り換えるので、左眼用及び右眼用の両画像が透過
形画像形成パネルの水平画素数と同数の水平画素数を有
することになり、通常の２Ｄ表示と同じ水平方向の解像
度を得ることができる。

【００４６】本発明において、特に上記駆動手段が同一
平面上に平行に配置された複数のライン状のカソード
と、これらカソードの後方に設けられ、これらカソード
から放出される電子の軌道を修正する背面電極と、これ
らカソードの前方に配置され、多数の平行なスリット状
の開口部を有し、一定のピッチ毎に同時に選択された開
口部から前方に電子を引き出すグリッド電極と、電子を
引き出す開口部を順に選択する手段と、グリッドにより
前方に引き出された電子に高電圧を印加して加速する高
圧電極とを備え、上記発光面が上記高圧電極の片面に形
成され、高圧電極の高電圧により加速された電子が照射
される螢光面で構成される場合には、これら駆動手段と
発光面とがガラス筺体内に一体的に組み込まれた電子線
励起型平面蛍光ランプを用いることができ、装置全体を
薄肉化して一層小型に、かつ、コンパクトにできる。

【００４７】また、本発明において、特に上記駆動手段
が同一平面上に平行に配置された複数のライン状のカソ
ードと、これらカソードの後方に設けられ、これらカソ
ードから放出される電子の軌道を修正する背面電極と、
これらカソードの前方に配置され、多数の平行なスリッ
ト状の開口部を有するグリッド電極と、グリッド電極か
ら前方への電子の引き出しをオンオフする手段と、グリ
ッド電極の前方に配置され、グリッド電極から前方に引
き出された電子を水平方向に偏向させる偏向電極と、グ
リッドにより前方に引き出された電子に高電圧を印加し
て加速する高圧電極とを備え、上記発光面が上記高圧電
極の片面に形成される場合には、偏向電極による走査周
期とグリッド電極のオンオフ周期とを適宜偏向すること
により、同じ構成で、簡単に視点数を変更することがで
き、任意の多眼式の立体表示ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の構成図である。

【図２】従来例の原理図である。

【図３】本発明の原理図である。

【図４】本発明に用いる電子線励起型平面蛍光ランプの
斜視図である。

【図５】本発明のグリッド電極の正面図である。

【図６】本発明に用いる電子線励起型平面蛍光ランプの
分解斜視図である。

【図７】本発明の原理図である。

【符号の説明】

６ 背面電極 ７ カソード ８ａ・８ｂ グリッド電極 １０ 発光面 １１ 高圧電極 １２ レンチキュラレンズ １３ 液晶パネル １４ グリッド １４ａ 開口部 １５ 偏向電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】上記駆動手段と発光面１０とは図４の斜視
図及び図３の断面図に示すような電子線励起型平面蛍光
ランプのガラス製の前面パネル４と背面パネル５とから
なるガラス筺体内に組み込まれている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】また、本発明において、特に上記駆動手段
が同一平面上に平行に配置された複数のライン状のカソ
ードと、これらカソードの後方に設けられ、これらカソ
ードから放出される電子の軌道を修正する背面電極と、
これらカソードの前方に配置され、多数の平行なスリッ
ト状の開口部を有するグリッド電極と、グリッド電極か
ら前方への電子の引き出しをオンオフする手段と、グリ
ッド電極の前方に配置され、グリッド電極から前方に引
き出された電子を水平方向に偏向させる偏向電極と、グ
リッドにより前方に引き出された電子に高電圧を印加し
て加速する高圧電極とを備え、上記発光面が上記高圧電
極の片面に形成される場合には、偏向電極による走査周
期とグリッド電極のオンオフ周期とを適宜変更すること
により、同じ構成で、簡単に視点数を変更することがで
き、任意の多眼式の立体表示ができるようになる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の発光面と、この発光面を水平方
   向に同時に所定のピッチずつ移動する複数の縦ストライ
   プ状に発光させる駆動手段と、前記発光面の前方に配置
   され、発光面の発光のストライプに平行で、その発光ピ
   ッチと同じ幅を有する複数個の蒲鉾形レンズ素子からな
   るレンチキュラレンズと、上記発光面の前方に配置さ
   れ、上記発光の移動タイミングに同期して画像が切り換
   えられる透過形画像形成パネルとを備えることを特徴と
   する立体映像表示装置。
2. 【請求項２】 上記駆動手段が同一平面上に平行に配置
   された複数のライン状のカソードと、これらカソードの
   後方に設けられ、これらカソードから放出される電子の
   軌道を修正する背面電極と、これらカソードの前方に配
   置され、多数の平行なスリット状の開口部を有し、一定
   のピッチ毎に同時に選択された開口部から前方に電子を
   引き出すグリッド電極と、電子を引き出す開口部を順に
   選択する手段と、グリッドにより前方に引き出された電
   子に高電圧を印加して加速する高圧電極とを備え、上記
   発光面が上記高圧電極の片面に形成され、高圧電極の高
   電圧により加速された電子が照射される螢光面で構成さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装
   置。
3. 【請求項３】 上記駆動手段が同一平面上に平行に配置
   された複数のライン状のカソードと、これらカソードの
   後方に設けられ、これらカソードから放出される電子の
   軌道を修正する背面電極と、これらカソードの前方に配
   置され、多数の平行なスリット状の開口部を有するグリ
   ッド電極と、グリッド電極から前方への電子の引き出し
   をオンオフする手段と、グリッド電極の前方に配置さ
   れ、グリッド電極から前方に引き出された電子を水平方
   向に偏向させる偏向電極と、グリッドにより前方に引き
   出された電子に高電圧を印加して加速する高圧電極とを
   備え、上記発光面が上記高圧電極の片面に形成されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。